本册质量评估
第1～4章
(90分钟 100分)
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）
1.关于传感器的下列说法正确的是（ ）
A.传感器的材料可以是由半导体材料制成的，也可以是由金属材料制成的
B.传感器主要通过感知电压的变化来传递信号
C.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
D.传感器可以将所有信号转换成电学量
2.如图所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻
可以忽略，下列说法正确的是（ ）
A.合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B.合上开关S接通电路时，A1、A2始终一样亮
C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会儿才熄灭
3.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示顺时针方向的电流为正，则以下的I-t图像中正确的是（ ）
4.（2011·太原高二检测）如图所示，abcd为一边长为L、
匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴OO′匀速转动，角
速度为ω.空间中只有OO′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁
场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R，则( )
A.线圈中电动势的有效值为NBL2ω
B.线圈中电流方向每秒钟改变次数为次
C.在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流
D.当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为
5.（2011·安徽高考）如图所示的区域内有垂直
于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、
半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕
垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位
于磁场边界）.则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
6.如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是（ ）
A.如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强
B.如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C.如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强
D.如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
7.（2011·山东高考）为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是（ ）
A.
B.
C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移
8.绕有线圈的铁心直立在水平桌面上，铁心上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示.闭合开关的瞬间，铝环跳起一定高度.保持开关闭合，下列现象正确的是（ ）
A.铝环停留在这一高度，直到开关断
开铝环回落
B.铝环不断升高，直到断开开关铝环回落
C.铝环回落，断开开关时铝环不再跳起
D.铝环回落，断开开关时铝环又跳起
9.如图所示,虚线框内存在磁感应强度为B的匀强磁场,导线的三条竖直边电阻均为r,长均为L,两横边电阻不计,线框平面与磁场方向垂直.当导线框以恒定速度v向右运动,ab边进入磁场时,ab两端电势差为u1,当cd边进入磁场时,ab两端电势差为u2,则（ ）
10.（2011·杭州高二检测）某小型水电站的电能输送示意图如图所示.发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）.要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
二、实验题（本大题共2小题，共14分）
11.（6分）如图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图.
试回答下列问题：
（1）在该实验中电流计G的作用是_____________________________________.
（2）按实验要求，将实物连成电路.
（3）在产生感应电流的回路中，图中器材相当于电源的是__________________.
12.（8分）如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx=
50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合.左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
三、计算题（本大题共4小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（10分）（2011·松原高二检测）交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，已知线圈的电阻为R=2.0 Ω，求:
(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？
(2)矩形线圈转动的周期是多少？
(3)线圈电阻上产生电热的功率是多少？
(4)保持线圈匀速运动，1 min内外界对线圈做的功是多少？
14.（11分）（2011·江苏高考）如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u?t图像如乙图所示.若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.
（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；
（2）求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；
（3）求ce和de间线圈的匝数比
15.(12分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小随时间的变化率k为负的常量,用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一个边长为l的方框;将方框固定在纸面内，其右半部位于磁场区域中,求：
（1）导线中感应电流的大小；
（2）磁场对方框作用力大小随时间的变化的关系式.
16.（13分）如图所示，两根与水平面成θ=30°角的足够长的光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L=1 m，导轨底端接有阻值为1 Ω的电阻R，导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B=1 T.现有一质量为m=0.2 kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5 kg的物体相连，细绳与导轨平面平行，将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2 m后开始做匀速运动.运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触.求：
（1）金属棒匀速运动时的速度；
（2）金属棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量；
（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量的物体拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图像如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1.
（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2=2B1，其他条件不变，请说明图线如何变化.
答案解析
1.【解析】选A.半导体材料可以制成传感器，金属材料也可以制成传感器，如金属氧化物可以制成温度计，A对.传感器不但能感知电压变化，还能感知力、温度等，B错；传感器只能将能感知的信号转换为电信号，D错.有的传感器能够自动控制，有的不能，C错.
2.【解析】选A、D.闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故A对，B错.开关由闭合到断开,L相当于电源,A1、A2、L组成闭合回路，电路中的电流逐渐减小，故C错，D对.
3.【解析】选A.由可知，0～1 s内I大小不变，C错.依据楞次定律，0～1 s内感应电流为逆时针方向，B错.4～5 s内，B不变，I=0，D错，综合以上分析可知A对.
4.【解析】选B.线圈在转动过程中，除线圈平行磁场方向时始终有N条边在切割磁感线，因此线圈中始终有电流，故C错.由于始终只有N条边在切割磁感线，因此线圈中电动势表达式为电动势有效值表达式为故A错.由ω=2πf，则由此可知，线圈中电流方向每秒钟改变次数为次，因此B正确.磁通量与平面相对应，与线圈匝数无关，因此D错.
5.【解析】选D.线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为产生感应电动势的时间均为由一个周期产生的电热解得选D.
6.【解析】选B、C.某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.
7.【解析】选B、D.由图像可知，正弦式交变电压的最大值为其周期为0.02 s,可得其表达式为B选项正确，又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确.
【方法技巧】交变电流图像与变压器综合问题的求解技巧
解答此类问题应把握以下几点：
（1）T、Imax（Umax）能直接从正（余）弦交流电图像中读出.
（2）有效值和最大值满足倍关系，周期和频率满足
（3）原线圈输入功率和副线圈输出功率相等.
（4）U2由U1决定，I1由I2决定.
8.【解析】选C.闭合开关的瞬间，穿过铝环的磁通量发生变化，根据楞次定律，铝环将产生感应电流阻碍其磁通量的变化，因此铝环跳起一定高度.保持开关闭合，磁通量不再变化，铝环中没有感应电流产生，将回落.断开开关时线圈形不成回路，没有电流，因此线圈中就形不成磁场，铝环将不再跳起.
9.【解析】选B、D.ab边切割磁感线时,电动势为BLv,ab为电源,cd、ef为外电路, B对;cd边、ab边同时切割磁感线时电动势为BLv,cd、ab并联作为内电路,ef为外电路, D对.
10.【解析】选A、D.根据变压器工作原理可知由于输电线路上损失一部分电压，升压变压器的输出电压U2大于降压变压器的输入电压U3，所以A正确，B、C错误.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线上损失的功率，D正确.
11.【解析】（1）电流计的指针偏转情况用来说明有无感应电流产生及电流方向.
（2）电路连接如图所示.
（3）小螺线管A的磁场引起大螺线管B发生电磁感应现象，B相当于电源
答案：（1）检测线圈中有无电流及其方向
（2）见解析图 （3）线圈B
12.【解析】热敏电阻与继电器串联，若使电流不小于
Ic=20 mA,
则总电阻不大于
由于R总=RT+Rx，则RT不大于250 Ω.
由甲图可看出，当RT=250 Ω时，温度t=50 ℃,即温度不小于50 ℃.
答案：温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光.
13.【解析】(1)由乙图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Imax=
2.0 A. （2分）
(2)矩形线圈转动的周期T=4.0×10-3 s. （2分）
(3)由有效值知,
线圈电阻上产生的电热功率为
（3分）
(4)由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能再转化成电热，1分钟内外界对线圈做的功W=Pt=240 J. （3分）
答案:(1)2.0 A (2)4.0×10-3 s (3)4 W
(4)240 J
14.【解析】（1）由乙图知ω=200π rad/s, （1分）
电压瞬时值
uab=400sin 200πt(V) （2分）
（2）电压有效值 （1分）
理想变压器P1=P2 （1分）
原线圈中的电流 （1分）
（3）设ab间匝数为n1,根据变压器规律有
（1分）
（1分）
由题意有： （1分）
联立可得： （2分）
答案：（1）uab=400sin 200πt V
(2)0.28 A (3)4∶3
15.【解析】(1) ①(2分)
②(2分)
③(2分)
联立①②③得 (1分)
(2)F=IlB （1分）
(2分)
可得 (2分)
答案:(1) (2)
16.【解析】（1）由于金属棒匀速运动，以金属棒为研究对象，则其受力平衡，即
（2分）
解得 （2分）
（2）设金属棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为Q（即安培力做功的大小），根据动能定理得，
Mgs-mgssinθ-Q= (M+m)v2 （2分）
解得Q=Mgs-mgssinθ-(M+m)v2=2.4 J （1分）
（3）由得，
（2分）
从图像上可以看出
解得B1=0.55 T （2分）
（4）当改变磁感应强度的大小为B2，B2=2B1，其他条件不变时，从表达式可以看出图线的斜率减小为原来的与M轴的交点不变，图线与M轴的交点表示msinθ. （2分）
答案：(1)4 m/s (2)2.4 J (3)0.55 T (4)见解析单元质量评估(二)
第2、3章 交变电流与发电机
电能的输送与变压器
(90分钟 100分)
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）
1.（2011·肇庆高二检测）一矩形金属线圈，绕垂直
磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生
的电动势e随时间t变化的情况如图所示.下列说法
正确的是( )
A.此交流电的频率为0.5 Hz
B.此交流电的电动势有效值为2 V
C.t=0.01 s时，线圈平面与磁场方向垂直
D.t=0.02 s时，线圈磁通量变化率为零
2.如图所示,一个单匝矩形线圈长为a,宽为b,置于磁感应
强度为B的匀强磁场中,绕OO′轴以角速度ω匀速转动.从
图示位置开始计时,经过时间t时感应电动势为（ ）
A.ωabBsinωt B.ωabBcosωt C.ωa2Bcosωt D.ωb2Bcosωt
3.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则
（ ）
A.电压表的示数为220 V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484 W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
4.（2011·通化高二检测）图为某种交变电流的波形图,每半个周期按各自的正弦规律变化,其有效值为( )
A.7 A B.5 A C. D.
5.图中甲和乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流随时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功W甲∶W乙为（ ）
A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6
6.图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内( )
A.电流表A1的示数比A2的小
B.电流表A2的示数比A3的小
C.电流表A1和A2的示数相同
D.电流表的示数都不为零
7.（2011·新课标全国卷）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）
A.U=110 V,I=0.2 A
B.U=110 V,I=0.05 A
C.U=I=0.2 A
D.U=v
8.用U1=U和U2=kU两种电压输送电能，若输送功率、输电线上损耗功率、输电线的长度和材料都相同，则两种情况下输电线的截面直径之比d1∶d2为( )
9.如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻,开关S是闭合的.和为理想电压表,读数分别为U1和U2;、和为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是( )
A.U2变小、I3变小 B.U2不变、I3变大
C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大
10.（2011·莆田高二检测）如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知变压比为1 000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为( )
A．2．2×103 W B．2．2×10-2 W
C．2．2×108 W D．2．2×104 W
二、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.（8分）有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示.它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线.
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断_______线圈的匝数较多（选填“A”或“B”）.
（2）如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源.请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）.
___________________________________________________________________
A线圈的匝数为nA=____.（用所测物理量符号表示）
12.（8分）为了测定和描绘“220 V 40 W”的白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器上有一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁心上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线之间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250 V之间连续变化，如图所示，画出的是调压
变压器的电路图.实验室备有交流电压表、交流电流表、
滑动变阻器、电键、导线等实验器材.
（1）在图中完成实验电路图.
（2）按实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大？为什么？
___________________________________________________________________.
三、计算题（本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（10分）如图所示，变压器原线圈n1=800匝，副线圈n2=200匝，灯泡A标有“10 V 2 W”，电动机D的线圈电阻为1 Ω，将交变电流u= sin
(100 πt)加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：
（1）副线圈两端电压（有效值）；
（2）电动机D的电功率.
14.（12分）如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1．0 Ω，所围成矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9．0 Ω，磁场的磁感应强度随时间按如图（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为其中Bmax为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）小灯泡消耗的电功率；
（3）在磁感应强度变化的0～的时间内，通过小灯泡的电荷量.
15.（8分）如图所示，把电压最大值为100 V的交流电和电压为100 V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？
16.（14分）（2011·秦皇岛高二检测）一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m3/s，如果水流机械能减少量的75 %供给发电机.问：
（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？
（2）发电机的输出电压为240 V，输电线路电阻为16 Ω，允许损失的电功率为5%，用户所需电压为220 V，如图所示，则升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？（变压器为理想变压器，g取10 m/s2）
答案解析
1.【解析】选C、D.由图像可以看出，此交变电流是正弦式电流，最大值为2 V，周期T=0.02 s，所以频率f=1/T=50 Hz；电动势的有效值所以选项A、B错；在t=0.01 s和t=0.02 s时，感应电动势为零，线圈没有切割磁感线的边，线圈平面与磁场方向垂直，线圈磁通量变化率为零，C、D选项正确.
2.【解析】选B.因感应电动势最大值Emax=BSω=Babω,从题图所示位置开始转动t时间,则经过时间t时感应电动势为e=Babωcosωt,故选B.
3.【解析】选D.由题图甲可知发电机的电动势的有效值周期为
2×10-2s，电流在一个周期内改变两次方向，所以电流在每秒内改变100次方向，B错；由知所以灯泡两端的电压U=IR=2.2×
95.0 V=209 V，故A错；灯泡的实际功率为P=I2R=2.22×95.0 W=459.8 W，C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=I2rt=2.22×5.0×1 J=24.2 J，所以D选项正确.
4.【解析】选B.根据电流有效值的定义得解得I=5 A,故B正确.
5.【解析】选C.由题图知，乙为方波，电流大小不变，故等效电流为1 A.而甲电流变化的周期为6×10-2 s，设等效电流为I，将此电流接入电阻为R的电路，则一个周期内应有I2RT=·R·×2+0解得I= A.电路中消耗的电功为W=I2Rt，即W∝I2，W甲∶W乙=1∶3，C项正确.
6.【解析】选C.由于B-t图像的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律当副线圈中产生的感应电流恒定不变时，为稳恒电流，电感线圈对稳恒电流没有阻碍作用，所以A1和A2的示数相同，电容器对稳恒电流相当于断路，所以A3的示数为0，正确答案为C.
7.【解析】选A.在副线圈电路中，再根据得U1=110 V,I1=0.2 A，故B、C、D错，A正确.
8.【解析】选A.设输送电压为U3，输电线电阻为R，则因P耗相同，所以由上式可得U3·d必为定值，即U1d1=U2d2,所以选项A正确.
9.【解析】选B、C.因为变压器的匝数与U1不变,所以U2不变.当S断开时,因为负载电阻增大,故副线圈中的电流I2减小,由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小,C正确;因为R1两端的电压减小,故R2、R3两端的电压将增大,I3变大,B正确.正确选项为B、C.
【方法技巧】电路动态分析的问题
对于电路动态分析的问题，关键是把握住副线圈所连电阻如何变化从而判断电流如何变化，进而判断原线圈电流如何变化.
（1）输入电压U1决定输出电压U2，这是因为输出电压当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2都不会改变.
（2）输出电流I2决定输入电流I1，在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定.当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大.在使用变压器时，不能使变压器次级短路.
（3）输出功率P2决定输入功率P1，理想变压器的输出功率与输入功率相等，即P2=P1.在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大.
10.【解析】选C.由变压器的电压、电流与匝数的关系可知输电电压为2.2×
105 V，电流为1.0×103 A，所以输出功率为2.2×108 W ，故C选项正确.
11.【解析】(1)由图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的匝数.
(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈.②把低压电源接B线圈,测得线圈的输出电压U.③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UA.
答案：（1）A （2）见解析
12.【解析】（1）如图.（注意：电流表外接或内接均可）
（2）如果电流表外接，电压较高段误差较大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流作用而造成的误差就越大；如果电流表内接，电压较低段误差较大，因为电压越低，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差就越大.
答案：见解析
13.【解析】（1）原线圈两端电压（有效值）
（3分）
由变压器变压比规律知副线圈两端电压
（3分）
（2）电动机两端电压UD=U2-UA=15 V （2分）
通过电动机的电流
电动机的功率PD=UDI=3 W （2分）
答案：（1）25 V （2）3 W
14.【解析】（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图像可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10－2 s． （1分）
所以线圈中感应电动势的最大值为
Emax=2πnBmaxS/T=8.0 V （2分）
（2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为
（2分）
通过小灯泡电流的有效值为
（1分）
小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88 W （2分）
（3）在磁感应强度变化的0～T/4周期内，线圈中感应电动势的平均值
（1分）
通过灯泡的平均电流 （1分）
通过灯泡的电荷量
（2分）
答案：（1）8.0 V （2）2.88 W （3） 4.0×10-3 C
15.【解析】后者能使灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为100 V，前者电压最大值为100 V，其有效值小于100 V，不能使灯泡正常发光，有效值为
知前者的功率 （3分）
后者的功率 （3分）
（2分）
答案：不能 倍
16.【解析】（1）每秒水流机械能损失为
发电机的输出功率为
（6分）
（2）如题图所示P线=5%P出=600 W
因为所以I线=6 A
又因I2=I线=6 A， =50 A
所以对升压变压器有
即 （4分）
又因为I3=I线=6 A，
所以对降压变压器有
即 （4分）
答案：(1)12 kW (2)单元质量评估(一)
第1章 电磁感应与现代生活
(90分钟 100分)
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）
1.(2011·泰安高二检测）应用楞次定律判断闭合电路中是否产生感应电流时，要知道穿过闭合电路( )
A.原磁场的方向
B.原磁场磁感应强度的大小
C.原磁场磁通量怎样变化
D.原磁场磁通量的大小
2.在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪些运动时，线圈中能产生感应电流( )
A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B.线圈沿自身所在的平面做加速运动
C.线圈绕任意一条直径做转动
D.线圈沿着磁场方向向上移动
3.关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( )
A.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快，自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁心决定
4.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（ ）
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
5.在电磁学发展过程中，许多科学家作出了贡献.下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
6.（2011·广东高考）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
7.（2011·杭州高二检测）如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过R的电流方向是( )
A.先由P到Q，再由Q到P
B.先由Q到P，再由P到Q
C.始终是由Q到P
D.始终是由P到Q
8.如图所示，分别接有电压表V和电流表A的两个
相同闭合回路，以相同的速度在匀强磁场中匀速向
右运动，下列说法中正确的是( )
A.电流表示数为零，电压表示数不为零
B.电流表示数为零，电压表示数为零
C.电流表示数不为零，电压表示数为零
D.电流表示数不为零，电压表示数不为零
9.（2011·成都高二检测）如图所示，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨之间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计.开关闭合开始计时，ab下滑速度v随时间变化的图像不可能是( )
10.（2011·福建高考）如图，足够长的U形光滑
金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°），其中
MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度
为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒ab
由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）
A.运动的平均速度大小为
B.下滑的位移大小为
C.产生的焦耳热为
D.受到的最大安培力大小为
二、实验题（本大题共2小题，共14分）
11．（6分）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，外电路上接有一电阻值为R的电阻和一只自感系数很大、电阻不计的线圈，电流表和电压表均为理想电表，当开关S闭合后电压表的示数从_____变化到______，电流表的示数从______变化到_______．（用含有E、R、r等物理量来表述结果）
12.(8分)（2011·德州高二检测）某同学在探究感应电流产生的条件时,做了如下实验:
探究Ⅰ:如图甲所示,先将水平导轨、导体棒AB放置在磁场中,并与电流表组成一闭合回路.然后进行如下操作:
①AB与磁场保持相对静止;
②让导轨与AB一起平行于磁感线(上、下)运动;
③让AB在水平方向上运动(切割磁感线).
探究Ⅱ:如图乙所示,将螺线管与电流表组成闭合回路.然后进行如下操作:
①把条形磁铁放在螺线管内不动;
②把条形磁铁插入螺线管;
③把条形磁铁拔出螺线管.
探究Ⅲ:如图丙所示,螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;A放在螺线管B内,B与电流表组成一个闭合回路.然后进行如下操作:
①闭合和断开开关瞬间;
②闭合开关,A中电流稳定后;
③闭合开关,A中电流稳定后,再快速改变滑动变阻器的阻值.
可以观察到:［请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号］
(1)在探究Ⅰ中,________闭合回路会产生感应电流;
(2)在探究Ⅱ中,________闭合回路会产生感应电流;
(3)在探究Ⅲ中,________闭合回路会产生感应电流;
(4)从以上探究中可以得到的结论是:当________________时,闭合回路中就会产生感应电流.
三、计算题（本大题共4小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（8分）如图甲所示，回路中有一个C=60 μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10-2 m2，垂直穿过回路磁场的磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示，求：
（1）t=5 s时，回路中的感应电动势；
（2）电容器上的电荷量.
14.（12分）(2011·成都高二检测)如图所示，
光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为
B=0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体
棒ab的长度与导轨宽度均为L=0.2 m，电阻R=
1.0 Ω．导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V 3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：
（1）通过ab的电流的大小和方向；
（2）ab运动速度的大小；
（3）电路的总功率．
15.（12分）（2011·东城高二检测）如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O′1O′矩形区域内有垂直于导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直置于导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）.求：
（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能.
16.（14分）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1 m，导轨平面与水平面成37°角，导轨上端接一阻值为R=0.80 Ω的电阻．轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.50 T．现有一质量为m=
0.20 kg、电阻r=0.20 Ω的金属棒放在导轨最上端，棒与导轨垂直并始终保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为μ=0.25．棒ab从最上端由静止开始释放．（g=10 m／s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）棒在下滑的过程中最大速度是多少
（2）当棒的速度v=2 m／s时，它的加速度是多少
答案解析
1.【解析】选A、C.在利用楞次定律判断感应电流时，首先要明确原磁场的方向和原磁场是怎样变化的，再来确定感应电流的磁场，最后用安培定则判断电流的方向.
2.【解析】选C．线圈沿自身所在的平面运动、沿着磁场方向向上移动时，穿过线圈的磁通量不变化，不能产生感应电流，故A、B、D错误；线圈绕任意一条直径做转动时，穿过线圈的磁通量变化，故能产生感应电流，故C正确．
3.【解析】选D.线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数及有无铁心等因素有关.
4.【解析】选A、B、D.正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的合磁通量为零，A正确；由右手定则可以判断ab边上的电流方向为由a到b，cd边上的电流方向为由c到d，所以回路中感应电流的方向为逆时针方向，C错误；由法拉第电磁感应定律可知回路中感应电动势大小为E感=Eab+Ecd
=2Blv0，B正确；由左手定则可以判定回路中ab边与cd边所受安培力方向相同，都是水平向左的，D正确.
5.【解析】选A、C.奥斯特发现了电流周围有磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了“磁生电”，A对；赫兹用实验验证了电磁波的存在，B错；安培发现了磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，D错.
6.【解析】选C．由可知，A、B错，C正确.B原与B感的方向可相同亦可相反．故D错．
7.【解析】选C.开关接在1位置时，穿过线圈B的磁通量向右，当开关从1位置断开时，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知，回路B中产生顺时针方向的感应电流，即电流由Q到P；当开关打向2位置时，线圈B中有向左方向的磁场，且磁通量增加，根据楞次定律，回路B中产生顺时针方向的感应电流，即电流由Q到P.所以整个过程，通过R的电流方向始终是由Q到P，故C正确.
8.【解析】选B.闭合回路向右匀速运动时,穿过回路的磁通量不变,回路中不产生感应电流,根据电压表、电流表工作原理,两表示数均为零,B项正确.
9.【解析】选B．导体棒下落切割磁感线，产生感应电动势，当闭合开关时，若此时速度v恰好满足：则导体棒做匀速下落运动，故A有可能；若刚闭合开关时，vv0，即导体棒向下减速运动，直到速度减小到v0，受力平衡，导体棒做匀速运动，故D有可能；若速度均匀增加，则导体棒受到的安培力也随之变化，合外力变，则加速度也变化，与速度均匀变化矛盾，故B不可能．
10.【解析】选B.由E=BLv、F安=BIL可得导体棒的速度为v时的安培力为D错；对导体棒受力分析如图甲所示，
据牛顿运动定律判断可得导体棒的运动情况如图乙所示，由图乙可知导体棒在这一过程中的平均速度大于A错；由法拉第电磁感应定律得到导体棒这一过程中的电量因此导体棒下滑的位移B对；由能量关系可得这一过程产生的焦耳热C错，故选B.
11．【解析】由于线圈自感系数很大，刚闭合开关时，线圈上产生自感电动势等于电源的电动势，所以回路中瞬时电流为零；等稳定后，由于线圈的电阻不计，所以线圈两端的电压为零，回路的电流I=E/(R+r)．所以，电压表的示数从E变化到0；电流表的示数从0变化到E/（R+r）．
答案：E 0 0 E/（R+r）
12.【解析】在探究Ⅰ中,③会产生感应电流,在探究Ⅱ中,②③会产生感应电流,在探究Ⅲ中,①③会产生感应电流.由以上可知，穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件.
答案：(1)③ (2)②③ (3)①③
（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化
13.【解析】（1）由图可知：在0～6 s内 （2分）
（3分）
（2）电容器上的电荷量
（3分）
答案：（1）6.7×10-3 V （2）4×10-7 C
14.【解析】（1）每个小灯泡中的电流为
（2分）
则ab中的电流为I=2I1=1 A
由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a （2分）
（2）ab产生的感应电动势
E=U1+IR=6 V+1×1.0 V=7 V （3分）
由E=BLv，知ab的运动速度 （3分）
（3）电路的总功率P=IE=7 W （2分）
答案：（1）1 A 由b到a （2）70 m/s （3）7 W
15.【解析】（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为vm.
E=Blvm （2分）
（1分）
对ab棒，F-F安=0 （1分）
F安=BIl （1分）
解得 （3分）
（2）由能量守恒定律可得
（2分）
得 （2分）
答案：
16.【解析】（1）金属棒从静止开始做加速度逐渐减小的加速运动，当合外力为零时速度达到最大，受力分析如图，
则：mgsinθ=F安+Ff （3分）
Ff=μFN＝μmgcosθ (1分)
F安=BIL (1分)
(1分)
代入数据得：vm=3.2 m/s （1分）
（2）由牛顿第二定律得：
mgsinθ-F′安-Ff=ma （3分）
F′安=BI′L （1分）
（1分）
代入数据得：a=1.5 m/s2. （2分）
答案：（1）3.2 m/s (2)1.5 m/s2
【方法技巧】巧解电磁感应中力、电、能等综合问题
电磁感应类的问题是综合性较强的问题，学生普遍感到较难，实际上学生若能够养成正确的分析问题的习惯，就能轻松解决此类问题：
（1）认真审题，弄清题目给出的情景和运动过程的关键状态．
（2）明确等效电源，画出等效电路，进行电路的分析并列式．
（3）确定研究对象进行受力分析，画出受力示意图．
（4）写出安培力的表达式，抓住关键状态列出牛顿运动定律的表达式．
（5）确定研究过程，明确安培力做功与电路中电能的转化关系，列出动能定理的表达式．
（6）联立方程进行求解．单元质量评估(三)
第4章 传感器与现代社会
(90分钟 100分)
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）
1.光敏电阻能将光信号转化为电信号是因为( )
A.光照强度发生变化时，光敏电阻阻值的大小也发生变化
B.光照强度发生变化时，光敏电阻的体积也发生变化
C.光照强度发生变化时，光敏电阻的长度也发生变化
D.光照强度发生变化时，光敏电阻的横截面积也发生变化
2.下面关于热敏电阻的说法中正确的是( )
A.热敏电阻又叫做金属热电阻
B.热敏电阻的电阻率随温度的升高而增大
C.热敏电阻是将电阻这个电学量转化为温度这个热学量
D.以上说法都不正确
3.建设节约型社会是现在的主流，节约从小事做起，从自身做起.现在公共场所如学校、宾馆、商场等的水管的出水端使用了一种感应式的水龙头，当手靠近时水管打开，当手离开时，水管关闭，起到了节水的目的，避免了常流水问题.这里的传感器你认为应该是( )
A.湿度传感器 B.温度传感器
C.光传感器 D.电容式传感器
4.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用
电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄
薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，
振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( )
A.距离变化 B.正对面积变化
C.介质变化 D.电压变化
5.街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用
6.某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平绝缘细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时甲、乙两灯均不亮.若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是( )
A.当汽车加速前进时,甲灯亮
B.当汽车加速前进时,乙灯亮
C.当汽车刹车时,甲灯亮
D.当汽车刹车时,乙灯亮
7.如图所示Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，
R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V
为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因
是（ ）
A.热敏电阻温度升高，其他条件不变
B.热敏电阻温度降低，其他条件不变
C.光照增强，其他条件不变
D.光照减弱，其他条件不变
8.（2011·江苏高考）美国科学家Willard S. Boyle与George E. Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有（ ）
A.发光二极管 B.热敏电阻
C.霍尔元件 D.干电池
9.如图是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图中是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图像，下列说法中正确的是( )
A.甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A.从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B.从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C.从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D.从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
二、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.（6分）（1）按图所示连接好电路，合上S和S′，发现小灯泡不亮，原因是________________________________________________________________；
用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡点亮了，原因是____________.
（2）若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S′，发现小灯泡点亮，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是_________________________________.
12.（10分)热敏电阻是传感器电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5 Ω,热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水.其备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干.
(1)在虚线框中画出实验电路图,要求误差尽可能小.
(2)根据电路图,在图中的实物图上连线.
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤_______________________________.
三、综合题（本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（10分）电饭锅的工作原理如图所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（当时的温度大约为103℃）保护开关S自动断开，黄灯亮.
（1）电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系 为什么
（2）通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能不能起作用 为什么
14.(10分)给你如下器材:光敏电阻、电铃、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.试从所给器材中选用一些器材制作一个光强达到一定数值时的自动报警器.要求：不必要的器材尽量不用，画出电路图并简述工作原理.
15.（12分）将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，
如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿
竖直方向运动.当箱以a=2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速
运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0 N，下底板的传感
器显示的压力为10.0 N.(取g=10 m/s2)
（1）若上顶板压力传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况.
(2)要使上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？
16.（12分）（2011·盐城高二检测）一块N型半导体薄片（称霍尔元件），其横截面为矩形，体积为b×c×d，如图所示.已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e.将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I.
(1)此元件的C、C′两个侧面中，哪个面电势高？
(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的C、C′两个侧面的电势差与其中的电流成正比.
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器.其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通过的电流I，用毫伏表测量C、C′间的电压UCC′， 就可测得B.若已知其霍尔系数并测得UCC′=0.6 mV，I=3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B的大小.
答案解析
1.【解析】选A.光敏电阻的特点是当光照强度发生变化时，其电阻值也发生变化，故A选项正确.
2.【解析】选D.热敏电阻是由半导体材料制作的，而金属热电阻是由金属制作的，有些热敏电阻的电阻率随温度的升高而减小，还有些热敏电阻的电阻率随温度的升高而增大，热敏电阻是将温度这个热学量转化为电阻这个电学量，故选D.
3.【解析】选C、D.温度和湿度传感器都不合适，因为水龙头长期处在潮湿的环境，或者是一年四季的变化，给传感器的设计带来困难，不现实.可以是光传感器，平时不用时水龙头处于待机状态，当手靠近时遮住了光线，使光控电路工作，打开水龙头；可以是电容式传感器，处于待机状态的水龙头，当手靠近时，相当于接入了一个人体电容器，从而使机内的传感器工作.故选项C、D正确.
4.【解析】选A.电容式话筒中振动膜上的金属层和这个金属板构成的电容器相当于一个平行板电容器.当人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使两极板间的距离发生变化，从而导致电容器的电容发生变化，故A选项正确.
5.【解析】选B.街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制了电路的通断.故选项B正确.
6.【解析】选B、C.当汽车加速前进时,金属块M向后偏离原位置,乙灯电路被接通,所以乙灯亮,A项错,B项对;当汽车刹车时,金属块M向前偏离原位置,甲灯电路被接通,所以甲灯亮,C项对,D项错,故选B、C.
7.【解析】选B、D.电压表示数增大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于Rt减小或R1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B、D正确，A、C错误.
【方法技巧】光敏电阻和热敏电阻的应用技巧
在近年的高考试题中，经常出现将光敏电阻或热敏电阻与直流电路的知识结合在一起进行考查的题目，这类题目一般是，既考查了半导体元件的特性，又考查了直流电路的动态分析问题，解答该类问题要抓住以下三个关键：
（1）熟记光敏电阻和热敏电阻的特性.对光敏电阻而言，光照增强电阻显著减小.对于正温度系数的热敏电阻，温度升高电阻增大;对于负温度系数的热敏电阻，温度升高电阻减小.
（2）掌握直流电路动态分析问题的分析程序：
①“先阻后流”，即先分析电阻变化，然后根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化情况；
②“先内后外”，即先分析内电路变化再分析外电路变化；
③“先干后支”，即先分析干路再分析并联支路；
④“先定后变”，即先分析定值电阻上的电流与电压变化，再分析发生变化的电阻上的电流与电压.
（3）记住一个结论“串反并同”
即与变化的电阻串联的元件，通过它的电流的变化规律与可变电阻阻值变化情况相反，与可变电阻并联的支路的电流变化情况则与可变电阻阻值的变化情况相同.
8.【解析】选B、C.传感器的原理是将非电学量转化为电学量，例如热敏电阻阻值随温度而变化，可将温度这个量转化为电压、电流等电学量，霍尔元件可将磁感应强度这个量转化为电压、电流等电学量，而发光二极管以及干电池都不能将非电学量转化为电学量.
9.【解析】选B、C.开关S由断开变为闭合，由于线圈的自感作用，线圈和R并联部分分担电压逐渐减小，通过传感器2的电流随时间有一个减少过程，通过传感器1的电流随时间有一个增大过程，A错误，B正确；开关S由闭合变为断开，传感器1中不再有电流，传感器2中电流反向并逐渐减小，C正确，D错误.
10.【解析】选D.在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，小球的受力不变，小车可能做匀速或匀变速直线运动.在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错.在t2～t3内，I不变，压力不变，小车做匀加速直线运动，C错，D对.
11.【解析】（1）热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁；电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触；
（2）用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯泡熄灭.
答案：见解析
12.【解析】(1)如图所示:
(2)如图所示:
(3)①往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值;
②调节滑动变阻器,快速测出几组电流表和电压表的值;
③重复①～②,测量不同温度下的数据;
④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线.
答案：见解析
13. 【解析】（1）R1应该远大于发热板的等效电阻.因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻. （5分）
（2）不能.通常情况下水的沸腾温度为100 ℃，当水烧开时水温不会达到
103℃，所以自动断电功能不起作用. （5分）
答案：见解析
14.【解析】选择光敏电阻、电铃、电磁继电器
及导线若干，连接电路如图所示. （5分）
原理：当光照增强时，光敏电阻阻值减小，螺线
管中电流增大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，
与触点接触，含电铃的电路闭合，铃响报警. （5分）
答案：见解析
15.【解析】(1)下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F，金属块受力如图所示，
上顶板的压力为FN=6.0 N,金属块受到上顶板向下的压力、弹簧向上的弹力F=10.0 N和向下的重力 mg,加速度为a，方向向下. (3分)
由牛顿第二定律有
mg+FN-F=ma,
求得金属块的质量m=0.5 kg. (3分)
当上顶板传感器的示数是下底板传感器示数一半时，弹簧的弹力仍是F=10.0 N,则上顶板的压力为设箱和金属块的加速度为a1,有
解得a1=0,表明箱处于静止状态或匀速直线运动状态. (2分)
(2)当上顶板的压力恰好等于零时，有mg-F=ma2,解得加速度a2=-10 m/s2,负号表示加速度方向向上. (2分)
若箱和金属块竖直向上的加速度大于10 m/s2,弹簧将被进一步压缩，金属块要离开上顶板，上顶板压力传感器的示数也为零，只要竖直向上的加速度大于或等于10 m/s2,不论箱是向上加速运动或向下减速运动，上顶板压力传感器的示数都为零. （2分）
答案：见解析
16.【解析】(1) 因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手定则可知，电子向C′面偏移，所以C面电势较高. （2分）
（2）假设定向移动速度为v： I=q/t (1分)
q=nebdvt （1分）
可得：I=nebdv （1分）
稳定时有：
Bev=e UCC′/b （2分）
可得： （1分）
式中各量均为定值 ，所以侧面的电势差与其中的电流成正比. （2分）
（3）由上可知代入得：B=0.02 T （2分）
答案：（1）C面较高 （2）见解析 （3）0.02 T
